結晶構造の対称性に着目した有機ー無機ハイブリッドハライド結晶の合成と機能探索

关注晶体结构对称性的有机-无机杂化卤化物晶体的合成与功能探索

• 批准号: 21K04646
• 负责人: 齋藤 紀子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04646/
• 关键词: ハイブリッドハライド; 結晶成長; 結晶構造; ハイブリッド; ハライド; 構造解析; 新物質; 溶液プロセス

有機－無機ハイブリッドハライド結晶は、次世代太陽電池の候補として注目されているが、接触感知フレキシブルデバイスなどの、軽量で柔軟な圧電デバイス応用にも期待できる。そのためには、ハイブリッドハライドの有機分子の自発的配向誘起による、結晶の対称性制御が必要である。本研究では、大きさの異なる有機分子の導入と、３ｄ遷移金属元素を用いた無機フレームワークの構造変化を試み、結晶対称性への影響を調べる。溶液プロセスによって新物質を合成し、単結晶構造解析と密度汎関数法（DFT）計算によって有機分子イオンの配向を調べ、圧電体などへの応用を検討する。構造と物性の関係についての理解から、有機－無機ハイブリッドハライド強誘電体や圧電体の設計への指針を得ることを目標とする。新化合物：ホルムアミジニウム (FA)-塩化鉛-ジメチルスルホキシド (DMSO)[CH(NH2)2]Pb(C2H6OS)Cl3 の単結晶を合成し、単結晶 X 線回折研究により、113-293 K の温度範囲で単斜晶 (P21/c) 対称性を示すことが分かった。DMSO の酸素原子が取り入れられた歪んだ [PbOCl5] 八面体は、エッジ共有によって二量体を形成し、(100)面に平行に伸びた疑似2Dジグザグ層を形成した。擬似2Dジグザグ層の間で FA+ カチオンが構造的に整列していた。密度汎関数法で、結晶の形成エンタルピーを計算し、相安定性を説明した。

Organic-inorganic hybrid crystals, candidates for next-generation solar cells, contact sensing, and soft voltage applications It is necessary to control the symmetry of crystallization and the alignment induction of organic molecules In this study, the effects of organic molecules introduction, 3d migration and structural transformation of inorganic molecules and crystallization were investigated. The synthesis of new substances, crystal structure analysis, density functional theory (DFT) calculation, alignment adjustment of organic molecules, and application of piezoelectric materials are discussed. The relationship between structure and physical properties is understood, and the organic-inorganic interface is used to determine the design parameters of ferroelectric and ferroelectric materials. A new compound: [FA]-Pb(CH2)2]Pb(C2H6OS) Cl3 was synthesized and characterized by X-ray diffraction in the temperature range of 113-293 K. The formation of [PbOCl5] octahedron,(100) plane, parallel extension and suspected 2D octahedral layer The structure of the quasi-2D structure is arranged between the layers FA+ C. Density correlation method, crystal formation calculation, phase stability explanation

项目成果

Crystal structure of formamidinium-lead-chloride-dimethyl sulfoxide and phase relationship of related crystalline systems

甲脒-氯化铅-二甲亚砜的晶体结构及相关晶系的相关系

• DOI: 10.1039/d2ce00889k
• 发表时间: 2022
• 期刊: CrystEngComm
• 影响因子: 3.1
• 作者: Saito Noriko;Matsushita Yoshitaka;Ohsawa Takeo;Segawa Hiroyo;Ohashi Naoki
• 通讯作者: Ohashi Naoki